Сравнение на пет вида радиатори за LED осветителни тела

Най-голямото техническо предизвикателство пред LED осветителните тела в момента е проблемът с разсейването на топлината. Лошото разсейване на топлината води до това захранването на LED драйвера и електролитните кондензатори да се превърнат в тесни места в по-нататъшното развитие на LED осветителните тела, както и причина за преждевременното стареене на LED източника на светлина.

 

В момента, когато LED светлинният източник е включен, около 30% от електрическата енергия се преобразува в светлинна енергия, а останалата част се преобразува в топлинна енергия. Следователно бързото разсейване на това голямо количество топлина е ключовият технически аспект на структурния дизайн на LED осветителните тела. Топлинната енергия трябва да се разсейва чрез топлинна проводимост, топлинна конвекция и топлинно излъчване. Само чрез бързо разсейване на топлината може ефективно да се намали температурата на кухината вътре в LED осветителното тяло, предпазвайки захранването от работа в среда с продължителна висока температура и предотвратявайки LED светлинния източник от преждевременно стареене поради дългосрочна работа при висока температура.

 

Нека следваме ZP HEAT SINK, за да проучим пътищата на разсейване на топлината на LED осветителните тела:

Тъй като LED източниците на светлина нямат инфрачервени или ултравиолетови лъчи, те нямат способности за разсейване на топлината от радиация. Следователно пътят на разсейване на топлината на LED осветителните тела може да разчита само на радиатори, тясно комбинирани с платката с перли на LED лампата, за да разсейват топлината. Радиаторите трябва да имат функциите на топлопроводимост, топлинна конвекция и топлинно излъчване.

 

Всеки радиатор, в допълнение към бързото провеждане на топлина от източника на топлина към повърхността на радиатора, разчита предимно на конвекция и радиация, за да разсейва топлината във въздуха. Топлинната проводимост засяга само пътя на преноса, докато топлинната конвекция е основната функция на радиатора. Ефективността на разсейване на топлината се определя главно от площта на разсейване на топлината, формата и способността за естествена конвекция. Топлинното излъчване играе само допълнителна роля.

 

Обичайните методи за разсейване на топлината включват радиатори от лят алуминий, екструдирани алуминиеви радиатори, щамповани алуминиеви радиатори, алуминиево-пластмасови композитни радиатори и пластмасови радиатори с висока топлопроводимост.

 

Радиатор от лят алуминий
Производствените разходи могат да се контролират, но охлаждащите ребра не могат да бъдат направени тънки, което затруднява максимизирането на площта на разсейване на топлината. Обичайните материали за леене под налягане за радиатори на LED лампи са ADC10 и ADC12.

 

Екструдиран алуминиев радиатор
Течният алуминий се екструдира във форма чрез фиксирана форма и след това прътът се изрязва в необходимата форма на радиатора чрез машинна обработка, което води до по-високи разходи за последваща обработка. Охлаждащите ребра могат да бъдат направени много тънки и многобройни, което значително разширява зоната на разсейване на топлината. Охлаждащите ребра автоматично образуват въздушна конвекция, за да разсейват топлината по време на работа, което води до по-добро разсейване на топлината. Общите материали са AL6061 и AL6063.

 

 

Щампован алуминиев радиатор
С помощта на щанцова преса и матрица плочите от стоманена или алуминиева сплав се щамповат и изтеглят, за да оформят радиатори във формата на чаша. Вътрешната и външната периферия на щампованите радиатори са гладки, но площта на разсейване на топлината е ограничена поради липсата на ребра. Обичайните материали от алуминиева сплав са 5052, 6061 и 6063. Щампованите части са леки и имат високо използване на материала, което прави това решение с ниска цена.

 

 

Топлинната проводимост на радиаторите от алуминиева сплав е относително идеална, което ги прави подходящи за изолирани импулсни захранвания с постоянен ток. За неизолирани импулсни захранващи устройства с постоянен ток, структурният дизайн на лампата трябва да гарантира изолацията на захранващи устройства с променлив ток и постоянен ток, високо и ниско напрежение, за да премине CE или UL сертификация.

 

Алуминиево-пластмасов композитен радиатор
Това е радиатор с термична пластмасова обвивка и алуминиева сърцевина. Термичната пластмаса и алуминиевото ядро ​​на радиатора се формоват на една стъпка на машина за леене под налягане, като алуминиевото ядро ​​на радиатора е предварително обработено като вградена част. Топлината от перлите на LED лампата бързо се отвежда към термичната пластмаса през алуминиевата сърцевина на радиатора. Термопластиката образува въздушна конвекция с множеството си крила за разсейване на топлината и излъчва част от топлината от повърхността си.

 

 

Термична пластична плътност в сравнение с лят под налягане алуминий и керамика
Плътността на термичната пластмаса е с 40% по-малка от тази на лятия алуминий и керамиката. За радиатори с еднаква форма, теглото на алуминиево-пластмасов композитен радиатор може да бъде намалено с близо една трета. В сравнение с изцяло алуминиевите радиатори, разходите за обработка са по-ниски, цикълът на обработка е по-кратък и температурата на обработка е по-ниска. Готовият продукт не се чупи лесно. Клиентите могат да използват свои собствени машини за леене под налягане, за да произвеждат осветителни тела с различен дизайн. Алуминиево-пластмасовите композитни радиатори имат добри изолационни свойства и лесно преминават стандартите за безопасност.

 

 

Пластмасов радиатор с висока топлопроводимост
Пластмасовият радиатор с висока топлопроводимост е напълно пластмасов радиатор с коефициент на топлопроводимост десетки пъти по-висок от обикновената пластмаса, достигайки 2-9 W/m·K. Има отлична топлопроводимост и топлинно излъчване. Това е нов тип изолационен материал за разсейване на топлината, приложим за различни мощностни лампи, широко използван в LED лампи, вариращи от 1 W до 200 W.

Пластмасата с висока топлопроводимост има ниво на издържане на напрежение до AC 6000V, подходяща за използване с неизолирани импулсни захранвания с постоянен ток и HVLED високоволтови линейни захранвания с постоянен ток. Това улеснява преминаването на такива LED осветителни тела през строги тестове за безопасност като CE, TUV и UL. HVLED работи при високо напрежение (VF=35-280VDC) и нисък ток (IF=20-60mA), което намалява топлината, генерирана от перличната платка на HVLED лампата. Пластмасови радиатори с висока топлопроводимост могат да бъдат произведени с помощта на традиционни машини за шприцване и екструдиране.

 

Вътре в пластмасовия радиатор с висока топлопроводимост металните йони с нано размери са плътно разпределени сред PLA молекулите, които могат да се движат бързо при високи температури, увеличавайки енергията на топлинно излъчване. Неговата активност превъзхожда тази на радиаторите от метални материали. Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост са устойчиви на високи температури, не се напукват или деформират след пет часа при 150 градуса. Когато се използват с високоволтови линейни схеми за задвижване с постоянен ток, те не изискват електролитни кондензатори и големи индуктори, което значително увеличава живота на цялата LED лампа. Схемите за неизолирано захранване предлагат висока ефективност и ниска цена, което ги прави особено подходящи за приложения във флуоресцентни тръби и промишлени и минни лампи с висока мощност.

 

Пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост могат да бъдат проектирани с много фини охлаждащи ребра. Охлаждащите ребра могат да бъдат направени много тънки и многобройни, което значително разширява зоната на разсейване на топлината. Охлаждащите ребра автоматично образуват въздушна конвекция, за да разсейват топлината по време на работа, което води до добро разсейване на топлината. Топлината от перлите на LED лампата се отвежда директно към охлаждащите ребра чрез пластмаса с висока топлопроводимост и бързо се разсейва чрез въздушна конвекция и повърхностно излъчване.

 

Плътността на пластмасовите радиатори с висока топлопроводимост е по-лека от алуминия. Плътността на алуминия е 2700 kg/m³, докато плътността на пластмасата е 1420 kg/m³, приблизително половината от тази на алуминия. Следователно, за радиатори с еднаква форма, теглото на пластмасовите радиатори е само половината от това на алуминия. Освен това обработката е проста, като цикълът на формоване е съкратен с 20-50%, което също намалява разходите.

 

Горното се споделя от техническия екип на ZP HEAT SINK. Моля, продължете да следвате ZP HEAT SINK за ​​още вълнуващо съдържание.